KR101158960B1 - 도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치 - Google Patents

Abstract

2방향으로부터 원고 판독면에 광을 용이하게 조사할 수 있음과 더불어, 장치의 소형화를 실현할 수 있는 도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치를 제공하는 것이다.

길이 방향으로 늘어나는 광변향면(4a, 4b)과 광변향면(4a, 4b)에 대향하는 광출사면(5a, 5b)이 형성된 투명한 봉 형상의 도광체(1)에서, 광변향면(4a, 4b)은, 광변향면(4a, 4b)에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 배치된 2개의 면으로 형성되어 있으므로, 광출사면(5a, 5b)으로부터 수렴된 2방향의 광을 출사시킬 수 있다.

Description

도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치{LIGHT GUIDE AND TWO BRANCH LINE SHAPE LIGHT SOURCE}

본 발명은, 도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치에 관련되고, 특히, 팩시밀리, 복사기, 이미지 스캐너, 바코드 리더 등에 사용되는 화상 판독 장치의 조명용 광원으로서 이용되는 도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치에 관한 것이다.

근년, 퍼스널 팩시밀리 등의 화상 판독 장치에 있어서, 발광 다이오드(이하, LED라고 함)의 출력 향상과 수광 소자로서의 CCD형 센서의 고감도화에 의해, 소형이고 저소비 전력의 LED가 판독 광원 장치의 광원으로서 사용되게 되었다. 이와 같은 LED를 광원으로서 구비한 종래의 선 형상 광원 장치는, 광원의 개수를 저감시키고, 또한 균일한 조명 강도를 얻는 것을 목적으로 하고, 도광체를 이용해 광원으로부터 방사된 광을 도광체에 입사시켜 원하는 방향으로 광을 도광시키는 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1에는, 도광체의 폭 방향의 단면 형상에 있어서, 광출사면에 대향하는 위치에, 역V자형의 광변향면이 형성된 도광체가 기재되어 있다. 광출사면은 다른 부분보다 곡률이 작게 형성되어 있으므로, 광출사면으로부터 출사된 광은 집 광되고, 예를 들면, 원고면에 대해 지향성을 가지는 광이 조사되는 것이 기재되어 있다.

또, 특허 문헌 2에는, 도광체의 폭 방향의 단면 형상에 있어서, 광출사면이 원호 또는 타원의 호(弧) 등의 형상으로 이루어지는 렌즈면 형상으로 형성되어 광출사면에 대향하는 위치에 광변향면을 2개 설치한 도광체가 기재되어 있다.

또, 특허 문헌 3에는, 도광체의 일단면에 광원이 장착된 조명 유닛이 대향하도록 2조 배치된 광원 장치가 기재되어 있다. 도광체는 아크릴이나 폴리카보네이트 등의 광투과성이 높은 수지 또는 광투과성이 높은 광학 유리로 구성되어, 1측면에 광출사면이 형성되어 있다. 광원은, 예를 들면, 면실장형의 LED가 1개 또는 복수개 장착되어 있고, LED로부터 도광체의 일단면에 입사된 광은 도광체의 내면에서 반사하면서 길이 방향으로 인도됨과 더불어, 광출사면으로부터 화살표 방향으로 광을 출사하도록 구성되어 있다. 각 조명 유닛은, 그러한 광출사면으로부터 출사된 광이 원고면의 원고 판독면을 조사하도록 배치되어 각각이 동일 영역인 원고 판독면을 조사하는 것이 기재되어 있다.

[특허 문헌 1: 일본국 특허 공개 2001－159796호 공보]

[특허 문헌 2: 일본국 특허 공개 2000－59571호 공보]

[특허 문헌 3: 일본국 특허 공개 2005－229647호 공보]

그렇지만, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 기재된 도광체는, 1방향으로부터 원고 판독면에 광을 조사하므로, 피조사물인 지면에 접은 자국이나 접합에 의한 단차 부분이 있으면, 그림자가 생긴다. 또, 특허 문헌 3에 기재된 광원 장치에서는, 2방향으로부터 원고 판독면에 광을 조사하도록 구성되어 있으므로, 지면에 접은 자국이나 접합에 의한 단차 부분이 있어도, 그림자가 생기지 않지만, 도광체를 2개 배치할 필요가 있으므로, 장치 전체가 커지게 되고, 소형화의 요청에 응할 수 없다.

본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 감안하여, 2방향으로부터 원고 판독면에 광을 조사할 수 있음과 더불어, 장치의 소형화를 실현할 수 있는 도광체 및 2분기 선 형상 광원 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 다음과 같은 수단을 채용했다.

제1 수단은, 길이 방향으로 늘어나는 광변향면과 그 광변향면에 대향하는 광출사면이 형성된 투명한 봉 형상의 도광체에 있어서, 상기 광변향면은, 그 광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 배치된 2개의 면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광체이다.

제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 각 수직면이 교차함으로써 형성되는 교차 각도를 θ1, 상기 각 수직면이 상기 광출사면과 교차하는 2개의 교차선과 상 기 광출사면측의 곡률 중심선과의 이루는 각도를 θ2로 할 때, θ1≥θ2가 되는 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 도광체이다.

제3 수단은, 제1 수단 또는 제2 수단에 있어서, 상기 각 광변향면은 도광체의 폭 방향에 대해 오목면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광체이다.

제4 수단은, 길이 방향으로 늘어나는 광변향면과, 그 광변향면에 대향하는 광출사면이 형성된 투명한 봉 형상의 도광체에 있어서, 상기 광출사면이 곡률이 동일한 또는 다른 2개의 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광체이다.

제5 수단은, LED와, 투명한 봉 형상체로 형성되고 상기 LED로부터 입사된 광에 의해 생성되고 상기 봉 형상체의 길이 방향 측면으로부터 2방향의 광을 출사하는 도광체와, 상기 2방향 중 한쪽의 광을 상기 2방향 중 다른쪽의 광의 방향 측으로 반사하는 반사경으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2분기 선 형상 광원 장치이다.

제6 수단은, 제1 수단 내지 제4 수단의 어느 하나의 수단에 기재된 도광체와, 그 도광체의 길이 방향 양단의 적어도 한쪽에 설치된 광입사부에 대향하여 설치된 광원과, 상기 도광체의 광출사면과 같은 길이를 가지고, 원고 판독면의 중심에 수직한 면에 대해 상기 광출사면과 대략 대칭한 위치에 설치되어 상기 광출사면으로부터 출사하는 2방향 중 한쪽의 광을 상기 2방향 중 다른쪽의 광의 방향측으로 반사하는 반사경으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2분기 선 형상 광원 장치이다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 도광체의 광변향면이, 광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 배치된 2개의 면으로 형성되어 있으므로, 1개의 도광체로부터 2방향의 광을 방사할 수 있고, 도광체를 광원 장치에 적용했을 경우, 원고 판독면에 대해 2방향으로부터의 광의 조사가 용이하게 된다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 도광체의 각 광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차함으로써 형성되는 교차 각도를 θ1, 각 수직면이 광출사면과 교차하는 2개의 교차선과 광출사면측의 곡률 중심선과의 이루는 각도를 θ2로 할 때, θ1≥θ2가 되는 관계를 가지도록 구성함으로써, 광출사면의 각도 영역이 작게 되고, 또, 광출사면으로부터 출사하는 각각의 광의 각도가 커지므로, 광변향면 및 광출사면의 형성 영역을 좁게 할 수 있고, 형상 설계시의 설계 자유도가 증가하여 도광체를 보강하기 위한 돌기부의 형성이 용이하게 되고, 도광체의 광원 장치로의 고정이 용이하게 된다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 도광체의 각 광변향면은 도광체의 폭 방향에 대해 오목면 형상으로 형성되어 있으므로, 광변향면으로부터 변향되는 광을 수렴시켜 광출사면에 입사시킬 수 있고, 광출사면의 형상 여부에 상관없이 광출사면으로부터 2방향으로 출사되는 광을 각각 수렴시켜 출사시킬 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 도광체의 광출사면이 곡률이 동일한, 또는 다른 2개의 곡면으로 형성되어 있으므로, 광출사면으로부터 2방향으로 출사되는 광을 각각 임의의 방향으로 수렴하여 출사시키는 것이 용이하게 된다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 2분기 선 형상 광원 장치를, LED와, 투명한 봉 형상체로 형성되어 LED로부터 입사된 광에 의해 생성되어 봉 형상체의 길이 방향 측면으로부터 2방향의 광을 출사하는 도광체와, 2방향 중 한쪽의 광을 2방향 중 다른쪽의 광의 방향 측으로 반사하는 반사경으로 구성함으로써, 2방향으로부터 원고 판독면으로의 광을 조사하는 구성이 용이해지고, 또, 1개의 도광체만 이용하므로 장치의 소형화를 실현할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 2분기 선 형상 광원 장치를, 청구항1 내지 청구항 4의 어느 하나의 청구항에 기재된 도광체와, 도광체의 길이 방향 양단의 적어도 한쪽에 설치된 광입사부에 대향하여 설치된 광원과, 도광체의 광출사면과 같은 길이를 가지고, 원고 판독면의 중심에 수직한 면에 대해 광출사면과 대략 대칭한 위치에 설치되어 광출사면으로부터 출사하는 2방향 중 한쪽의 광을 2방향 중 다른쪽의 광의 방향 측으로 반사하는 반사경으로 구성함으로써, 2방향으로부터 원고 판독면으로의 광을 조사하는 구성이 용이해지고, 또, 1개의 도광체만 사용하므로 장치의 소형화를 실현할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 사시도이다.

도 1에 있어서, 1은 도광체, 2는 도광체(1)의 길이 방향의 일단면에 형성된 광입사면, 3은 도광체(1)의 길이 방향의 타단면, 4a, 4b는 광변향면(반사면), 5a, 5b는 광출사면, 6a, 6b는 광변향면(4a, 4b)과, 광출사면(5a, 5b) 사이의 측면에 설 치된 한 쌍의 돌기부이다.

도광체(1)는, 봉 형상의 투명한 아크릴 수지로 이루어지고, 반경이 φ5~6의 가는 봉 형상으로 형성되고, 길이가 320㎜이고, 한 쌍의 돌기부(6a, 6b)는, 도광체(1)의 양단을 유지한 것 만으로는 도광체(1)가 휘고, 조명 위치가 어긋나기 때문에, 고정 유지를 용이하게 하기 위해 설치된다. 도광체(1)는, 적어도 한쪽의 길이 방향 단면에 광입사면(2)이 설치되고, 길이 방향으로 늘어나는 한쪽의 측면에, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)이 형성되어 있고, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)은, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 형성되어 있다. 또, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 다른쪽 측면에는, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)에 대향하여 광출사면(5a, 5b)이 형성되어 있다. 광출사면(5a, 5b)은, 공통의 면으로 형성되어 단면은 대략 반원형이다.

도 2는, 도 1에 나타낸 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)을 가지는 도광체(1)를, 길이 방향의 한쪽 단면, 즉, 광입사면(2) 또는 길이 방향의 타단면(3)으로부터 본 투영도이다.

이 투영도에서, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)은, 선분(4a, 4b)으로서 나타내는다. 투영도에 있어서 선분으로서 나타내는 제1 광변향면(4a)에 대해 수직하고, 또한 제1 광변향면(4a)의 중앙으로부터 광변향면(5a)을 향해 진행하는 선을 제1 수직선(15a)으로 한다. 이와 같이 투영도에서 선분으로서 나타내는 제2 광변향면(4b)에 대해 수직하고, 또한, 제2 광변향면(4b)의 중앙으로부터 광변향 면(5b)을 향해 진행하는 선을 제2 수직선(15b)으로 한다. 이 2개의 수직선, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)은, 교차 각도(θ1)를 이루어 교차한다. 또한, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)은, 도 1에 나타내는 사시도에서 보면, 길이 방향으로 늘어나는 면으로 되어 있다. 이 제1 수직선(15a) 또는 제2 수직선(15b)을 포함하여, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 가상 평면을 「광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면」이라고 부른다.

제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은, 도 3의 제1 광변향면(4a)에 나타내는 바와 같이, 길이 방향으로 산형 요철홈이 다수 병렬로 형성되어 있으므로, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)은 평면에 형성함으로써, 도광체(1)를 사출 성형하여 제조할 때에 이용하는 금형 등의 가공이 용이하게 된다. 또, 제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은, 폭 방향의 길이가 0.5㎜~2㎜, 예를 들면, 1㎜폭의 평면 형상으로 형성되고, 교차 각도(θ1)가 45°~65°, 예를 들면, 55°가 되도록 서로 멀리 배치된다. 또한, 제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 도광체(1)의 광출사면(5a, 5b)측의 반원형의 곡률 중심선에서 교차하도록 설치됨과 더불어, 상기 반원형의 반경보다 먼 곳에 배치되어, 광출사면(5a, 5b)으로부터의 출사광의 수렴성이 좋게 한다.

제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)에는, 길이 방향으로 산형 요철홈이 다수 병렬로 형성되어 있으므로 광입사면(2)으로부터 입사된 광은, 도광체(1)의 내부에서 전반사를 반복하면서, 도광체(1)의 길이 방향, 즉, 타단면(3) 방향으로 효율 좋게 도광된다. 도광된 길이 방향의 각도 성분의 광은, 제1 광변향면(4a) 및 제 2 광변향면(4b)에 의해, 각각에 대향하는 광출사면(5a) 및 광출사면(5b) 방향(약90°방향)으로 방향을 바뀌게 되고, 광출사면(5a) 및 광출사면(5b)으로부터 스넬(Snell)의 법칙에 따라 출사된다.

도 3은, 도 1에 나타낸 도광체(1)를, 제1 광변향면(4a)의 중심으로부터 길이 방향을 따른 수직면에서 절단된 단면도이다.

도 3에 있어서, 7은 LED로 이루어지는 광원이다. 광원(7)은 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단부에 형성된 광입사부(2)에 광을 조사하는 방향으로 배치되고, 광원(7)과 도광체(1)는 지극히 가까운 거리에서 이간하여 설치되고, 광원(7)으로부터 방사된 광은 대기중에 방사되어, 그 후, 도광체(1)의 내부에 입사한다.

광원(7)으로부터 도광체(1)에 입사된 광은, 도광체(1)의 내부를 전반사하여, 길이 방향(X)으로 도광된다. 도광되는 과정에서, 광변향면(4a)의 산형 요철홈 경사면에 입사한 광은, 도광체(1)의 짧은 측(폭) 방향(Y)으로 방향을 바꾸고, 광출사면(5a)으로부터 출사된다. 광변향면(4a)의 산형 요철홈 경사면은, 광원(7)으로부터의 광(A1)을 광출사면(5a)에 대해 대략 수직 방향으로 방사하는 광(A2)이 되도록, 각도가 조정되어 있으므로, 광변향면(4a)의 요철홈 경사면에 입사한 광(A1)은, 광변향면(4a)으로부터 광출사면(5a)으로 향하는 도광체(1)의 폭방향(Y)으로 진행하는 광(A2)이 된다. 또, 광원(7)으로부터 광출사면(5a)에 입사한 광(B1)은, 광출사면(5a)에서 전반사하고, 입사각 각도를 가진 채로 길이 방향(X)으로 진행되는 광(B2)이 된다. 그 후, 반사광(B2)은, 광변향면(4a)의 요철홈의 경사면에 입사하여, 광변향면(4a)으로부터 광출사면(5a)으로 향하는 도광체(1)의 짧은 측(폭) 방 향(Y)으로 진행하는 광(B3)이 된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 광변향면(4a)의 산형 요철홈의 정점 간격은, 광원(7)에 가까운 쪽에서는 넓고, 먼 쪽에서는 좁아지도록 형성되어 있다. 즉, 광변향면(4a)의 산형 요철홈의 정점 간격은 광원(7)으로부터 멀어질수록 작아지게 조정되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 광원(7)으로부터 입사된 광의 변향하는 확률을 일정 또는 임의로 조정할 수 있고, 원하는 조도 분포를 얻을 수 있다. 또, 광변향면(4a)이 형성된 부분의 도광체(1) 외측면에는, 도시되어 있지 않지만 알루미늄의 필름이 설치되어 있다. 알루미늄의 필름은 반사막으로서의 기능하고, 광변향면(4a)으로부터 도광체(1)의 외부로 광이 출사하지 않도록 하고, 피조명측에 효율 좋게 조사시킴과 더불어, 미광(迷光)을 막을 수 있다.

도 4 및 도 5는, 각각 도 1 내지 도 3에 나타낸 도광체(1)를 적용한 2분기 선 형상 광원 장치의 일부를 나타내는 사시도 및 도광체(1)의 폭 방향을 따라 절단된 2분기 선 형상 광원 장치의 단면도이다.

이들 도면에 있어서, 8은 원고 판독면(9)의 중심에 수직한 면에 대해 도광체(1)와 대략 대칭한 위치에 배치된 반사경, 9는 원고 판독면, 10은 케이스, 11은 도광체(1)를 고정하는 대략 コ자형상으로 형성된 유지부, 12는 저면으로부터 늘어나 도광체(1)를 고정하는 대략 コ자형으로 형성된 지지부, 13, 14는 케이스(10)에 설치되어 광을 통과하는 투명한 창이다. 또한, 그 외의 구성은 도 3에 나타낸 동일한 부호의 구성에 대응한다.

반사경(8)은, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)의 길이 방향의 길이와 동일한 길이를 가지는 홈통 형상의 미러로 구성되고, 예를 들면, 광휘(光輝) 알루미늄판 또는 반사면에 알루미늄막이 형성된 것으로 구성되고, 그 형상은 단면 타원 형상 또는 단면 포물선 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 도광체(1)의 광출사면(5b)으로부터 출사한 광의 방향을 바꾸고, 원고 판독면(9)으로 인도할 수 있다. 반사경(8)은 도광체(1)의 제2 광출사면(5b)으로부터 출사한 광의 대략 모두를 취해서, 원고 판독면(9)을 향해 반사시키기 위하여 케이스(10)의 상면으로부터 저면에 이르는 정도의 크기를 가진다. 또, 반사광을 차단하지 않도록 케이스(10)의 반사경(8)으로부터 도광체(1)측은 창(14)으로 하는 것이 바람직하다. 또, 도광체(1)와 반사경(8)은 케이스(10)에 고정되어 있다. 또, 한 쌍의 돌기부(6a, 6b)가 유지부(11)와 지지부(12) 사이에 끼우도록 하여 고정되어 회전하지 않게 유지된다. 도광체(1)를 이와 같이 고정 유지함으로써, 접착제를 사용하지 않고, 장치에 용이하게 장착할 수 있다.

도광체(1)와 광원(7)은 이간하여 설치되어 있으므로, 도광체(1)에 입사하는 광은, 입사 각도(90)에 가까운 경우에서도, 도광체(1)의 굴절률이 약1.5이기 때문에, 입사후(도광체 내부에서)의 각도는, 도광체(1)의 측면에 대해 임계 각도(42°)를 초과한다. 따라서, 도광체(1)의 측면에서 직접 나가는 광은 없고, 광원(7)으로부터, 도광체(1)에 입사한 광의 모두가 전반사하는 광이 된다. 도광체(1)에 입사한 광은 도광체(1) 내를 통과해 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)에서 반사하고, 각각 광출사면(5a, 5b)으로부터 2방향의 광(P, Q)으로서 출사하여, 직접광(P)과 광(Q)이 반사경(8)으로 반사한 반사광(R)이 원고 판독면(9)에 조사된다.

본 발명의 제2 실시 형태를 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.

도 6 및 도 7(a)은, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)을 가지는 도광체(1)를 길이 방향의 한쪽 단면, 즉, 광입사면(2) 또는 길이 방향의 타단면(3)으로부터 본 투영도, 도 7(b)은 도 7(a)에 나타낸 도광체(1)와 대비하기 위한 도광체(1)의 광입사면(2) 또는 길이 방향의 타단면(3)으로부터 본 투영도이다. 또한, 이들의 도면에 나타나는 부호의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.

도 6에 나타내는 투영도에 있어서, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)은, 선분(4a, 4b)으로서 나타내고 있다. 투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제1 광변향면(4a)에 대해 수직이고, 또한, 제1 광변향면(4a)의 중앙으로부터 광변향면(5a)을 향해 진행하는 선을 제1 수직선(15a)으로 한다. 이와 같이 투영도에 있어서 선분으로서 나타내고 있는 제2 광변향면(4b)에 대해 수직이고, 또한, 제2 광변향면(4b)의 중앙으로부터 광변향면(5)을 향해 진행하는 선을 제2 수직선(15b)으로 한다. 이 2개의 수직선, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)은, 교차 각도(θ1)를 이루어 교차한다. 이 제1 수직선(15a) 또는 제2 수직선(15b)을 포함하여, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 가상 평면을 「광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면」이라고 부른다.

제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은, 폭 방향의 길이가, 예를 들면, 1㎜ 폭의 평면 형상으로 형성되고, 교차 각도(θ1)가 55°가 되도록 서로 간격을 두고 배치된다. 또한, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b), 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 도광체(1)의 광출사면(5a, 5b)측의 원형의 곡률 중심선에서 교차하도록 설치되어 있다.

도 6에 있어서, 도시하지 않는 광원(7)으로부터 도광체(1)의 도시하지 않는 광입사면(2)으로부터 입사한 광은, 도광체(1)의 내부를 전반사를 반복하면서, 도광체(1)의 길이 방향으로 효율 좋게 도광된다. 도광된 길이 방향의 각도 성분의 광은, 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)에 의해, 각각에 대향하는 광출사면(5a) 및 광출사면(5b) 방향(약90°방향)으로 방향을 바꾸고, 광출사면(5a) 및 광출사면(5b)으로부터 스넬의 법칙을 따라 출사한다. 예를 들면, 광변향면(4a)에 의해 변향된 광선(A1)은 도광체(1)의 중심(도광체(1)의 원중심)을 통과하므로, 광출사면(5a)에서 각도를 바꾸지 않고 출사된다. 또 광변향면(4a)의 수직면에 대해 임의 각도θ로 넓어지는 광선(b1, c1)은, 각도θ의 입사 각도로 광출사면(5a)에 입사하여, 스넬의 법칙에 의해, 입사면의 법선에 대하여,

θ'=Sin(N?Sinθ)^-1

의 각도로 방사된다. 여기에서, N은 도광체(1)의 굴절률이다. 따라서, 광출사면(5a)의 곡률이나, 광변향면(4a)과 광출사면(5a)의 곡률 중심까지의 거리를 조정함으로써, 임의의 각도θ로 넓어지는 광을 수렴시켜, 같은 방향으로 조사하는 것이 가능하게 된다. 도 6에 나타내는 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이, 광출사면(5a, 5b)의 곡률 반경의 중심축에서 교차하므로, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)과 같은 방향으로 광이 광출사면(5a, 5b)으로부터 수렴 되어 출사된다.

도 7(a) 및 도 7(b)에 나타내는 도광체(1)는, 도 6에 나타낸 도광체(1)와 동일한 투영도를 가진다. 투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제1 광변향면(4a)에 대해 수직이고, 또한, 제1 광변향면(4a)의 중앙으로부터 광변향면(5a)을 향해 진행하는 선을 제1 수직선(15a)으로 한다. 이와 같이 투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제2 광변향면(4b)에 대해 수직이고, 또한, 제2 광변향면(4b)의 중앙으로부터 광변향면(5b)을 향해 진행하는 선을 제2 수직선(15b)으로 한다. 이 2개의 수직선, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15)은, 교차 각도(θ1)을 이루고 교차한다. 이 제1 수직선(15a) 또는 제2 수직선(15b)을 포함하고, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 가상 평면을 「광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면」이라고 부른다.

도 7(a)에 나타내는 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 원주 형상의 도광체(1)의 중심축 외측에서 교차하지만, 도 7(b)에 나타내는 도광체(1)에서는, 「제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이, 원주 형상의 도광체(1) 중심축의 내측에서 교차한다. 즉, 도 7(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15a)을 포함하는 수직면과 제2 수직선(15b)을 포함한 수직면이 광출사면(5a, 5b)과 교차하는 교차선에서의 법선이 이루는 각도(θ2)가, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 교차하는 교차 각도(θ1)보다도 작다. 한편, 도 7(b)에 나타낸 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15)을 포함하는 수직면과 제2 수직선(15b)을 포함하는 수직면이 광출사면(5a, 5b)과 교차하는 교차선에서의 법선이 이루는 각도(θ2)가, 제 1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 교차하는 교차 각도(θ1)보다도 크다.

도 7(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 광출사면(5a, 5b)의 각도 영역이, 도 7(b)에 나타낸 도광체(1)의 광출사면(5a, 5b)의 각도 영역에 비해 작게 된다. 또, 도 7(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 광출사면(5a, 5b)으로부터 출사하는 각각의 광의 각도는, 도 7(b)의 도광체(1)의 것에 비해 커진다. 따라서, 도 7(a)에 나타낸 도광체(1)와 같이, 각도(θ2)를 각도(θ1)보다 작게 함으로써, 제1 광변향면(4a), 제2 광변향면(4b) 및 광출사면(5a, 5b)의 형성 영역을 좁게 할 수 있고, 형상 설계시의 설계 자유도를 늘릴 수 있고, 도 5에 나타낸 바와 같은 돌기부(6a, 6b)나 유지부(11), 지지부(12) 등의 제작이 용이하게 된다.

본 발명의 제3 실시 형태를 도 8을 이용하여 설명한다.

도 8, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)을 가지는 도광체(1)를 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다. 또한, 이러한 도면에 나타내는 부호의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.

투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제1 광변향면(4a)에 대해 수직이고, 또한, 제1 광변향면(4a)의 중앙으로부터 광변향면(5a)을 향해 진행하는 선을 제1 수직선(15a)으로 한다. 이와 같이, 투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제2 광변향면(4b)에 대해 수직이고, 또한, 제2 광변향면(4b)의 중앙으로부터 광변향면(5b)을 향해 진행하는 선을 제2 수직선(15b)으로 한다. 이 2개의 수직선, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)은, 교차 각도(θ1)를 이루고 교차한다. 이 제1 수직 선(15a) 또는 제2 수직선(15b)을 포함하고, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 가상 평면을 「광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면」이라고 부른다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은 한쪽의 공통의 반원형으로 형성되고, 광출사면(5a)과 광출사면(5b)은 다른쪽의 공통의 반원형으로 형성되고, 양반원형 사이는 평면으로 연결되어 있고, 제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)은, 광출사면(5a, 5b)의 한쪽의 공통의 반원형 반경보다 먼 곳에 배치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 광출사면(5a, 5b)으로부터의 출사광의 수렴성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제4 실시 형태를 도 9를 이용하여 설명한다.

도 9(a)는 도 9(b~d)에 나타낸 도광체(1)의 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)의 확대도, 도 9(b)는 광출사면(5a, 5b)의 일부에 평면부를 가지는 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도, 도 9(c)는 광출사면(5a, 5b)의 일부에 내향(內向)하는 2개의 평면부를 가지는 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도, 도 9(d)는 광출사면(5a, 5b)의 일부에 외향(外向)하는 2개의 평면부를 가지는 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다. 또한, 이러한 도면에 나타내는 부호의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.

도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 도 9(b)~(d)에 나타내는 도광체(1)의 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)은, 도광체(1)의 반경 방향에 대해 오목면 형상으 로 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 제1 광변향면(4a)으로부터 방사되는 광(a1~c1)을 수렴시켜 광출사면(5a)에 입사시킬 수 있다. 또, 도 9(b)~도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 광출사면(5a, 5b)의 일부를 평면 형상으로 형성함으로써, 광출사면(5a, 5b)으로부터의 출사광의 수렴성은 약간 희생되지만, 광출사면(5a, 5b)으로부터의 출사광의 광속이나 방향을 임의로 제어할 수 있다.

본 발명의 제5 실시 형태를 도 10을 이용하여 설명한다.

도 10은, 1개의 광변향면(4)을 가지고, 광출사면(5a)과 광출사면(5b)이 각각 독립한 단면이 대략 반원형으로 형성된 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 10에서, 4는 도광체(1)의 측면에 길이 방향으로 늘어나는 1개의 광변향면이고, 그 외 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 16a는 광출사면(5a)의 법선이고, 16b는 광출사면(5b)의 법선이다. 도광체(1)는 법선(16a, 16b)이 서로 다른 각도를 가지는 대략 반원형으로 형성된 2개의 곡면, 광출사면(5a)과 광출사면(5b)으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 1개의 광변향면(4)으로부터 변향되어 광출사면(5a, 5b)으로 입사한 광은 각각 대략 반원형으로 형성된 광출사면(5a)과 광출사면(5b)에 의해, 각각 독립하여 수렴되고 각각 다른 방향으로 출사시킬 수 있다.

본 발명의 제6 실시 형태를 도 11을 이용하여 설명한다.

도 11(a)은, 제1 광변향면(4a)과 제2 광변향면(4b)을 가지고, 광출사면(5a)과 광출사면(5b)이 각각 독립한 단면이 대략 반원형으로 형성된 본 실시 형태의 발 명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도, 도 11(b)은 도 11(a)에 나타낸 도광체(1)와 대비하기 위한 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다. 또한, 이러한 도면에 나타내는 부호의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.

투영도에 있어서 선분으로서 나타내고 있는 제1 광변향면(4a)에 대해 수직이고, 또한, 제1 광변향면(4a)의 중앙으로부터 광변향면(5b)을 향해 진행하는 선을 제1 수직선(15a)으로 한다. 이와 같이 투영도에서 선분으로서 나타내고 있는 제2 광변향면(4b)에 대해 수직이고, 또한, 제2 광변향면(4b)의 중앙으로부터 광변향면(5a)을 향해 진행하는 선을 제2 수직선(15b)으로 한다. 이 2개의 수직선, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)은, 교차 각도(θ1)를 이루어 교차한다. 이 제1 수직선(15a) 또는 제2 수직선(15b)을 포함하여, 도광체(1)의 길이 방향으로 늘어나는 가상 평면을 「광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면」이라고 부른다.

도 11(a) 및 도 11(b)에 나타내는 도광체(1)는, 광출사면(5a)의 법선(16a)과 광출사면(5b)의 법선(16b)이 서로 다른 각도를 가지는 대략 반원형으로 형성된 2개의 곡면, 광출사면(5a)과 광출사면(5b)으로 구성되어 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b) 방향이 다르다.

도 11(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15a)을 포함한 수직면과 제2 수직선(15b)을 포함하는 수직면이 광출사면(5a, 6b)과 교차하는 교차선에서의 법선이 이루는 각도(θ2)가, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 교차하는 교차 각도(θ1)와 대략 같다. 한편, 도 11(b)에 나타낸 도광체(1)에서는, 제1 수직선(15a) 을 포함하는 수직면과 제2 수직선(15b)을 포함하는 수직면이 광출사면(5a, 5b)과 교차하는 교차선에서의 법선이 이루는 각도(θ2)가, 제1 수직선(15a)과 제2 수직선(15b)이 교차하는 교차 각도(θ1)보다 크다.

도 11(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 광출사면(5a, 5b)의 각도 영역이 도 11(b)에 나타낸 도광체(1)의 광출사면(5a, 5b)의 각도 영역에 비해 작게 된다. 또, 도 11(a)에 나타낸 도광체(1)에서는, 광출사면(5a, 5b)으로부터 출사하는 각각 광의 각도는, 도 11(b)의 도광체(1)의 것에 비해 커진다. 따라서, 도 11(a)에 나타낸 도광체(1)와 같이, 각도(θ2)를 각도(θ1)보다 같거나 또는 작게 함으로써, 제1 광변향면(4a), 제2 광변향면(4b) 및 광출사면(5a, 5b)의 형성 영역을 좁게 할 수 있어, 형상 설계시의 설계 자유도를 늘릴 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 도광체(1)을 제1 광변향면(4a)의 중심으로부터 길이 방향을 따른 수직면에서 절단한 단면도이다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 나타낸 도광체(1)를 적용한 2분기 선 형상 광원 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 1 내지 도 3에 나타낸 도광체(1)의 폭 방향을 따라 절단한 2분기 선 형상 광원 장치의 단면도이다.

도 6은 제2 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 7은 제2 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로 본 투영도 및 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)와 대비하기 위한 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 8은 제3 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 9는 제4 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 제1 광변향면(4a) 및 제2 광변향면(4b)의 확대도 및 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 10은 제5 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

도 11은 제6 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도 및 본 실시 형태의 발명에 관련되는 도광체(1)와 대비하기 위한 도광체(1)의 길이 방향의 한쪽 단면으로부터 본 투영도이다.

[부호의 설명]

1 도광체

2 광입사면

3 타단면

4, 4a, 4b 광변향면(반사면)

5a, 5b 광출사면

6a, 6b 돌기부

7 광원

8 반사경

9 원고 판독면

10 케이스

11 유지부

12 지지부

13, 14 창

Claims (6)

1. LED 광원과, 그 LED 광원으로부터의 광을 안내하는 도광체와, 반사경으로 구성되고, 상기 도광체로부터 출사된 광을 원고 판독면에 조사하는 원고 판독 장치로서,

   상기 도광체는, 길이 방향으로 늘어나는 광변향면과, 그 광변향면에 대향하는 광출사면이 형성된 투명한 봉 형상의 도광체이고, 상기 광변향면은, 그 광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 배치된 2개의 면으로 형성되고, 상기 광출사면은 2개의 상기 광변향면에 각각 대향하도록 설치된 2개의 면으로 형성되어 있으며,

   상기 LED 광원은, 상기 도광체의 길이 방향 양단의 적어도 한쪽에 설치된 광입사부에 대향하여 설치되어 있고,

   상기 도광체로부터 출사된 광을 상기 원고 판독면을 향해 반사하는 상기 반사경이 설치되어 있으며,

   상기 LED 광원으로부터 상기 도광체로 입사한 광은, 상기 광변향면에서 변향되고, 상기 도광체의 한쪽의 광출사면으로부터 출사되는 광은 상기 원고 판독면을 향해 출사되며, 또한 상기 도광체의 다른쪽의 광출사면으로부터 출사되는 광은 상기 반사경을 향해 출사되는 것을 특징으로 하는 원고 판독 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 도광체의 각 광변향면은, 도광체의 폭 방향에 대해 오목면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원고 판독 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 도광체의 상기 광출사면은, 곡률이 동일하거나, 또는 다른 2개의 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원고 판독 장치.
4. 선 형상 광원 장치가, LED 광원과, 그 LED 광원으로부터의 광을 안내하는 도광체와, 반사경으로 구성되고, 상기 LED 광원으로부터 상기 도광체에 입사한 광은 광변향면에서 변향되며, 상기 도광체의 한쪽의 광출사면으로부터 출사된 광은 원고 판독면을 향해 출사되고, 상기 도광체의 다른쪽의 광출사면으로부터 출사된 광은 상기 반사경에 의해 상기 원고 판독면을 향해 반사되는 원고 판독 장치에 이용되는 선 형상 광원 장치로서,

   상기 LED 광원은, 상기 도광체의 길이 방향 양단의 적어도 한쪽에 설치된 광입사부에 대향하여 설치되어 있고,

   상기 도광체는, 길이 방향으로 늘어나는 상기 광변향면과, 그 광변향면에 대향하는 상기 광출사면이 형성된 투명한 봉 형상의 도광체이고, 상기 광변향면은, 그 광변향면에 대한 길이 방향으로 늘어나는 수직면이 교차하도록 배치된 2개의 면으로 형성되며, 상기 광출사면은 2개의 상기 광변향면에 각각 대향하도록 설치된 2개의 면으로 형성되어 있고,

   상기 반사경은, 상기 도광체의 다른쪽의 광출사면으로부터 출사된 광을, 도광체의 한쪽의 광출사면으로부터 출사된 광이 향하는 원고 판독면을 향해 반사하는 것을 특징으로 하는, 원고 판독 장치에 이용되는 선 형상 광원 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 도광체의 각 광변향면은, 도광체의 폭 방향에 대해 오목면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선 형상 광원 장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 도광체의 상기 광출사면이, 곡률이 동일하거나, 또는 다른 2개의 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선 형상 광원 장치.

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